Дыхание на Эльбрусе


Обязательное условие нормального дыхания — определенная концентрация кислорода в воздухе. Если его недостаточно, то в организме наступают расстройства.

На высоте 5500 м, т. е. почти на высоте Эльбруса, атмосферное давление вдвое меньше, чем на поверхности земли, и равно 380 мм рт. ст. Резко снижается и парциальное давление кислорода. Если при атмосферном давлении в 760 мм рт. ст. оно равно 159 мм рт. ст., то уже на высоте 5500 м падает до 80 мм рт. ст. Это вызывает недостаточное насыщение крови кислородом и, следовательно, недостаточное снабжение им нервной ткани, мышц и других органов. Наступает так называемое кислородное голодание. Особенно заметно это при подъеме на горные вершины или при полетах в самолете на больших высотах, если нет специальных герметических кабин с постоянной концентрацией кислорода, обеспечивающей нормальное дыхание человека. Когда кислорода недостаточно, пульс и дыхание учащаются, появляются усталость и слабость мышц, теряется острота слуха и зрения, появляется синюшность, а в тяжелых случаях даже нервно-психические расстройства. Такое состояние называют высотной, или горной, болезнью. Подобные нарушения в организме наступают на высоте 4000 м и более. Высота Эльбруса 5630 м, и концентрация кислорода на его вершине настолько низка, что без предварительной тренировки человек не может там находиться.

На заре воздухоплавания три французских аэронавта совершили полет на воздушном шаре. Они поднялись на высоту 8000 м. Только один из аэронавтов остался живым, но и он опустился на землю в очень тяжелом состоянии. Условия существования человека на больших высотах в то время еще не были известны, и гибель воздухоплавателей послужила толчком для изучения этих вопросов. Выдающийся русский ученый И. М. Сеченов тогда впервые установил, что смерть воздухоплавателей произошла оттого, что им не хватило кислорода из-за разреженности воздуха в верхних слоях атмосферы.

При кислородной недостаточности учащается и углубляется дыхание. При этом за минуту через легкие проходит больше воздуха и насыщение крови кислородом увеличивается, отчего возрастает число эритроцитов в крови и повышается количество гемоглобина, а следовательно, усиливается связывание и перенос кислорода. Сердце также начинает за 1 мин. перекачивать больше крови, чем в обычных условиях, и, что особенно важно, стойкость тканей к недостатку кислорода повышается.

Для борьбы с горной болезнью большое значение имеет тренировка. Она приспосабливает организм к низкой концентрации кислорода.

После тренировки человек может находиться на высоте 5 тыс. м и даже подниматься на большую высоту, не испытывая неприятных проявлений горной болезни. Так, альпинисты тренировкой добились того, что без кислородных приборов на Памире поднялись на 7495 м, а на Джомолунгме (Эвересте) на 8400 м. Такие большие возможности есть у организма, если его правильно тренировать. Даже тонкие химические процессы, протекающие в клетках, могут приспособиться к условиям жизни.

 

ВДОХ И ВЫДОХ

Легкие никогда самостоятельно не растягиваются и не сокращаются, они пассивно следуют за грудной клеткой. Полость же грудной клетки расширяется благодаря сокращению дыхательных мышц, к которым в первую очередь относятся диафрагма и межреберные мышцы.

Диафрагма при вдохе опускается на 3—4 см. Опускание же ее на 1 см увеличивает объем грудной клетки на 250—300 мл. Таким образом, только за счет сокращения диафрагмы объем грудной клетки увеличивается на 1000—1200 мл. Когда межреберные мышцы сокращаются, они приподнимают ребра, которые несколько поворачиваются вокруг своей оси, в результате чего грудная полость также расширяется.

Легкие следуют за растягивающейся грудной клеткой, сами растягиваются, и давление в них падает. В результате создается разность между атмосферным давлением и давлением в легких. Так как давление в легких становится ниже атмосферного, воздух устремляется в легкие и заполняет их. Происходит вдох. За вдохом наступает выдох. При обычном выдохе диафрагма и межреберные мышцы расслабляются, грудная клетка спадается и ее объем уменьшается. При этом легкие тоже спадаются, и воздух выдыхается наружу. При сильном выдохе участвует брюшной пресс, который, напрягаясь, давит на внутрибрюшные органы. Они в Свою очередь давят на диафрагму, которая еще более выпячивается в полость грудной клетки.

При каждом вдохе человек совершает значительную работу. Этой работой можно поднять 1 кГ груза на высоту 8 см. Если бы эту энергию можно было использовать, то за час груз в 1 кГ был бы поднят на 86 м, а за ночь — на 690 м.

Мужчины и женщины дышат несколько по-разному. У мужчин брюшной тип дыхания, а у женщин — грудной. Разный тип дыхания зависит от того, какие мышцы преимущественно участвуют в дыхательных движениях. У мужчин это диафрагма, а у женщин — межреберные мышцы. Но эти типы дыхания не постоянные, они могут меняться в зависимости от характера и условий работы.

Мы уже говорили о плевральной щели. Она образуется между двумя листками плевры и герметически закрыта. Давление в ней ниже атмосферного. Это очень важно, так как дыхание невозможно, если при ранении грудной клетки воздух попадает в плевральную щель и давление в ней становится равным атмосферному.

Поступление воздуха в плевральную щель (или полости плевры) при нарушении целостности ее стенок называется пневмотораксом. Он с успехом применяется при лечении туберкулеза легких. Врач специальной иглой прокалывает грудную клетку и впускает в плевральную щель определенное количество газа. Давление в ней искусственно повышается, и движение легких значительно ограничивается, а это создает покой больному органу. Клетки плевры обладают способностью поглощать воздух, поэтому через некоторое время они полностью удаляют газ из плевральной щели и в ней опять устанавливается пониженное давление. Лечебное значение пневмоторакса очень велико.